5-осевые фрезерные станки. 5-осевая обработка

в конце 1985 года компанией Deckel Maho впервые был представлен круглый наклонно-поворотный стол для пятиосевой обработки на фрезерных станках.

Вращение стола (четвертая ось) и поворотные движения двухопорного механизма (пятая ось) контролировались сервоприводами и "адаптированным управлением" так называлось УЧПУ в то время.

Но системы CAD не были готовы к тому времени полностью использовать все возможности 5-осевой технологии.

Спустя два года в конце 1987 года компания выпустила пятиосевой фрезерный центр MH 700 S, который сразу стал очень популярным. С магазином на 36 инструментов стало возможным обрабатывать сложные детали без обслуживающего персонала, без перерывов, в ночное время от начала и до конца.

Это существенно повысило производительность и рентабельность при производстве пресс-форм и инструмента.

С тех пор развитие в 5- осевой обработке шагнуло вперед и практически все станкостроительные фирмы мира производят такие станки.

Что умеет пятиосевой фрезерный станок

5-и осевой станок умеет все то же, что и обычный фрезерный 3-х осевой + имеет две дополнительные поворотные оси, которые позволяют вести обработку со всех сторон изделия, в том числе и под углом к поверхности.

Две дополнительные оси обеспечиваются, в основном, поворотом стола на 360° и его наклоном (наклонно-поворотный стол) или поворотной фрезерной головкой.

Основное требование к 5-и осевому станку - одновременное управление всеми 5-ю осями, т.е. станок должен иметь 5-и осевое ЧПУ.

Преимущества ипользования пятиосевого фрезерного станка

Обработка изделий сложной формы: в оборонной и авиакосмической отраслях, а, также, на промышленных предприятиях, где требуется обрабатывать с высокой точностью сложные по форме изделия, применение 5-и осевых обрабатывающих центров дает максимальный эффект. Дополнительные оси позволяют обрабатывать дуги, углы и сложные поверхности (такие как лопатки турбин, импеллеры и т.д.). При трехосевой обработке это требует переустановки изделия, что уменьшает точность обработки и требует дополнительного времени;

Увеличение срока службы инструмента: пятиосевая обработка позволяет ориентировать детали ближе к режущему инструменту: оптимальный наклон позволяет использовать более короткий режущий инструмент, который будет меньше вибрировать, что приведет к повышению ресурса инструмента и улучшению поверхности изделия;

Готовое изделие за одну установку: обработка изделия без переустановок существенно сокращает время цикла обработки и повышает эффективность;

Оси пятиосевого фрезерного станка

Оси станков с ЧПУ маркируются согласно ГОСТ 23597-79 (СТ СЭВ 3135-81) Обозначение осей координат и направлений движений.

Ось Z - (за исключением случая, указанного в п.2.5.) определяется по отношению к шпинделю главного движения, то есть шпинделя, вращающего инструмент в станках сверлильно-фрезерно-расточной группы или шпинделя, вращающего заготовку в станках токарной группы.

Пример 1-осевой машины - сверлильный станок. Инструмент в станке движется только по оси Z вверх и вниз.

Ось X - определяет продольное движение инструмента и должна быть расположена предпочтительно горизонтально и параллельно поверхности крепления заготовки в станках фрезерно-расточной группы. В станках токарной группы - по радиусу заготовки.

Пример 2-осевой машины - токарный станок. По оси X движется резец перпендикулярно оси вращения шпинделя. По оси Z резец движется параллельно оси вращения шпинделя.

Ось Y - образовывает вместе с осями X и Z правую прямоугольную систему координат. При использовании 3-осевого станка пользователи могут перемещать инструмент вдоль оси X и Y, используя ось Z для перемещения вверх и вниз.

Пример 3-осевой машины - подавляющее число станков фрезерно-расточной группы имеют по три оси, что позволяет обрабатывать концевым инструментам без переустановки только одну сторону изделия.

Оси A, B и C - буквами A, B и C обозначаются вращательные движения вокруг осей соответственно X, Y и Z.

5-и осевые станки дополнительно к трем осям X, Y, Z имеют две дополнительные оси вращения в зависимости от конфигурации станка.

Конфигурация 5-осевого станка определяет, какие две из трех осей вращения он использует:

• В вертикальном обрабатывающем станке оси X и Y находятся в горизонтальной плоскости, а ось Z - в вертикальной плоскости. Двухопорный наклонно-поворотный стол, расположенный вдоль оси X обеспечивает поворотные оси A, C. Ось С - вращение стола, ось А - вращение опоры стола.
• В вертикальном обрабатывающем станке оси X и Y находятся в горизонтальной плоскости, а ось Z - в вертикальной плоскости. Двухопорный наклонно-поворотный стол, расположенный вдоль оси Y обеспечивает поворотные оси B, C. Ось C - вращение стола, ось B - вращение опоры стола.
• В горизонтальном обрабатывающем станке оси Z и Y меняются местами. Двухопорный круглый стол обеспечивает поворотные оси A, B. Ось В - вращение стола, ось А - вращение опоры стола.
• В станках с поворотной шпиндельной головкой наклонные подачи шпинделя обеспечивает головка. Такие станки могут использовать любую комбинацию поворотных осей AB, AC или BC
• В станках с различными коминациями поворотной шпиндельной головки и поворотного стола также используется любые комбинации поворотных осей AC или BC

Все конфигурации станков имеют свои преимущества. Например, станки с поворотным столом вмещают больший объем обрабатываемой детали, поскольку нет необходимости компенсировать пространство, занимаемое вращающимся шпинделем. С другой стороны, машины с поворотным шпинделем могут обрабатывать более тяжелые детали, поскольку стол всегда расположен горизонтально.

5-осевой станок на базе вертикального обрабатывающего центра

5-осевой станок на базе горизонтального обрабатывающего центра

5-осевой станок с поворотной шпиндельной головкой

Отличия пятиосевого фрезерного станка от станка с конфигурацией 3 + 2

Важно различать 5-осевую обработку и 3 + 2 - осевую обработку.

5-осевая машина осуществляет непрерывную одновременную обработку по всем пяти осям, чтобы фреза оставалась оптимально перпендикулярной к поверхности детали. Система ЧПУ выполняет 5-осевую программу обработки.

Конфигурация станка 3 + 2 также называемая 5-сторонней или позиционной 5-осевой обработкой – представляет собой выполнение 3-осевой программы с режущим инструментом, зафиксированным под углом, определяемым двумя осями вращения. Переориентация инструмента по осям вращения между проходами резания, называется «5-осевой индексацией», хотя она по-прежнему считается 3 + 2.

Основным преимуществом непрерывной 5-осевой обработки по сравнению с 5-осевой индексацией является скорость, так как последняя требует остановки и запуска между переориентацией инструмента, тогда как 5-осевая не делает этого.

Результаты при использовании непрерывной или индексированной 5-осевой оси вполне сопоставимы.

Стоит также отметить, что преимущество в скорости ведет к увеличению движущихся частей, что означает повышенный износ, а также к большей потребности в обнаружении возможности столкновения деталей. Это одна из причин, по которой непрерывная 5-осевая обработка является более сложной с точки зрения программирования.

5-осевой станок компании Haas

2х-опорный наклонно-поворотный стол для 5-осевой обработки

5-осевой станок компании Mazak

Как получить наибольшую эффективность при 5- осевой обработке

Чтобы эффективно использовать возможности 5-осевого станка (который часто используют как 3-осевой станок) необходомо следующее:

• Требуется обучение и тренировка персонала, чтобы он в полном объеме представлял все возможности станка
• Требуется программное обеспечение, необходимое для создания программы обработки, которое бы использовало все возможности машины. Выбор правильного пакета CAD/CAM необходим для получения максимальной отдачи от станка. Программное обеспечение, которое создает 5-осевые программы, должно быть способно создавать хороший плавный код, чтобы станок мог двигаться плавно, чтобы траектория движения была четкой, плавной, равномерной. Нужно избегать резких движений, которые могут вызвать повреждения заготовки. Чем сложнее обрабатываемая деталь тем выше класс программного обеспечения должен быть.
• Когда создается программа обработки с помощью 5-осевых траекторий, обычно существует дилемма между работой на более высоких скоростях и минимизацией риска столкновений. Существует программное обеспечение, которое выполняет моделирование работы станка. При условии, что ваше устройство смоделировано правильно, система уловит столкновение до того, как оно произойдет.
• Существенным ограничением 5-осевой обработки являются зажимные приспособления. Большая часть движений 5-осевой работы лежит вокруг зажимного механизма. Неподходящее зажимное приспособление может помешать обработке даже на самом совершенном станке.

Резюме

5-осевая обработка обеспечивает значительные преимущества, включая сокращение времени выполнения заказа, повышение эффективности и увеличение срока службы инструмента.

Однако важно понимать, что для достижения этих преимуществ требуется нечто большее, чем просто покупка новейшего 5-осевого обрабатывающего центра. Требуется учесть множество факторов прежде чем непосредственно начать обработку детали на станке.

Российские производители 5- осевых станков

Ивановский завод тяжелого станкостроения, ИЗТС, г. Иваново

ИЗТС - Ивановский завод тяжелого станкостроения, основан в 1951 году. В 1976 году завод приступил к проектированию первого обрабатывающего центра ИР-500.

В настоящее время ИЗТС производит:

• ИС800-ГЛОБУС - Высокоскоростной 5-координатный обрабатывающий центр, который используется для обработки сверхсложных деталей типа лопаток, крыльчаток и других изделий для аэрокосмической и авиационной промышленности, а также для изготовления сложных пресс-форм на промышленных предприятиях, где требуется обрабатывать с высокой точностью изделий сложной формы, где применение 5-и осевых обрабатывающих центров дает максимальный эффект.

---

Станкостроительная группа СТАН, г. Москва

Станкостроительная группа СТАН, г. Москва

СТАН - Станкостроительная группа, г. Москва - частная компания основана в 2012 году.

Предприятия группы Стан производят 5- осевые обрабатывающие центры:

• СТЦ Ф250 (СNC) - Портальные фрезерные обрабатывающие центры
• СТЦ 40В (1000VBF) - Фрезерный обрабатывающий центр
• ФЦ-1, ФЦ-2, ФЦ-3 - Фрезерные обрабатывающие центры
• СТЦ 80 АТ (800VHT), СТЦ 160 АТ (2000VHT) - Фрезерные обрабатывающие центры
• СТЦ П63 (VMB 630), СТЦ П80 (VMB 800), СТЦ П125 (VMB 1250) - Вертикальные фрезерные обрабатывающие центры портальной конструкции
• СТЦ 63-90 А (650H5), СТЦ ГЛОБУС (Супер Центр ИС800-Глобус) - Горизонтальные фрезерные обрабатывающие центры
• СТЦ 50 (S500), СТЦ 50+ (S500U), СТЦ 50-55 (500VS) - Вертикальные фрезерные обрабатывающие центры
• СТЦ 25 (S250) Вертикальный фрезерный обрабатывающий центр

---

Проект «Станкостроение». Станки марки F.O.R.T.

F.O.R.T. - торговая марка станков, производимых в рамках проекта Станкостроение

F.O.R.T. - торговая марка станков, производимых в рамках проекта Станкостроение.

Проект реализуют партнеры проекта «Станкостроение», которые производят 5- осевые обрабатывающие центры:

• Серия ТМС - ОЦ с подвижной колонной
• Серия ФБ - ОЦ с подвижной траверсой
• Серия ФС - ОЦ с поворотной шпиндельной головкой, которые позволяют выполнять обработку с одновременным движением по всем 5-и осям
• В20-5 - Наиболее бюджетный вариант 5-ти осевого обрабатывающего центра
• МС-5Х - Поворотный стол имеет двухопорное жесткое крепление
• МС-5Х600 - Станок имеет жесткую конструкцию поворотного стола, типа «люлька»
• МС-5Х1200 - Станок имеет жесткую конструкцию поворотного стола, типа «люлька
• MC-5X800 - Станок имеет жесткую конструкцию поворотного стола, типа «люлька»
• СМ-5XA - Возможность выбора как горизонтального, так и вертикального расположения поворотного стола
• СМ-5XС - Возможность выбора как горизонтального, так и вертикального расположения поворотного стола
• МС-1000 - Управление всеми 5 осями происходит одновременно
• МС-1600 - Управление всеми 5 осями происходит одновременно

---

Ульяновский станкостроительный завод, ООО (DMG MORI)

Ульяновский станкостроительный завод, ООО (DMG MORI)

Крупнейший в мире японско-немецкий станкостроительный концерн DMG MORI построил сборочный завод в Ульяновске. Завод был запущен (зарегистрирован) 04.06.2012

5-осевая фрезерная обработка:

• DMU 50 ecoline центр фрезерный вертикальный 5- осевой Ø 630 × 500

---

Ковровский электромеханический завод ФГУП, КЭМЗ

Ковровский электромеханический завод, КЭМЗ основан в 1898 году в г. Трёхгорный Владимирской обл.

• КВС КТ5 - Вертикальный фрезерный обрабатывающий центр 5-и координатный
• КВС ПТ5 - Вертикальный фрезерный обрабатывающий центр 5-и координатный

---

СтанкоМашСтрой, ООО

СтанкоМашСтрой, ООО г. Пенза

Станкостроительное предприятие, основанное в 2006 году. Адрес предприятия: 440028, г. Пенза, ул. Германа Титова, 9А. Вебсайт: http://16k20.ru

На предприятии производятся универсальные токарно-винторезные станки, токарные станки с ЧПУ и обрабатывающие центры, втом числе 5- осевые:

• V125 - 5-ти осевые фрезерные обрабатывающие центры. Диаметр стола - Ø125 мм
• V210 - 5-ти осевые фрезерные обрабатывающие центры. Диаметр стола - Ø210 мм
• V255 - 5-ти осевые фрезерные обрабатывающие центры. Диаметр стола - Ø255 мм
• V320 - 5-ти осевые фрезерные обрабатывающие центры. Диаметр стола - Ø320 мм
• V300 - 5 осевой фрезерный центр. Диаметр стола - Ø300 мм

---

Московский станкостроительный завод «ДМТГ РУС»

DMTG Московский станкостроительный завод «ДМТГ РУС» основан в 2017 году.

На предприятии налажена крупноузловая сборка фрезерных, сверлильных, токарных станков. Они позволяют делать детали для автомобильной, авиационной промышленности, военной промышленности, а также медицинское оборудование. Это новое поколение технологий в станкостроении.

• VDWA50 - Пятикоординатный центр. ЧПУ HEIDENHAIN iTNC 530
• VDWB50 - Пятикоординатный центр. ЧПУ HEIDENHAIN iTNC 530

---

СКБ Станкостроение, ООО

ООО СКБ «Станкостроение» было образовано в августе 2012 года. На сегодняшний день ООО СКБ «Станкостроение» - активно развивающаяся компания. Оно основано выходцами из известного своими историческими традициями Стерлитамакского станкостроительного завода имени Ленина. Руководители и специалисты ООО СКБ «Станкостроение» имеют серьезный багаж новых разработок, освоили лучшие компетенции мирового станкостроения и, создавая новую мобильную компанию, пошли по европейскому пути развития малого предприятия.

Выпускаемая продукция:

• S50H - Обрабатывающий центр

---

Зарубежные производители 5- осевых станков

Пятиосевые станки производят десятки иностранных фирм. Возросшие вычислительные мощности ЧПУ позволяли осуществлять одновременную интерполяцию с перемещением по 3-м, 4-м и 5-и осям.

Признанные мировые лидеры в производстве 5- осевых обрабатывающих центров:

• Mazak - японская станкостроительная корпорация
• DMG Mori - немецко-японский станкостроительный концерн
• DMTG - китайская станкостроительная компания Dalian Machine Tool Group

А также японские компании Okuma Corporation, Makino, германские фирмы Chiron и Hermle, итальянская фирма Breton и др.

Читайте также: Производство обрабатывающих центров в России

5-осевой станок. Видеоролик.

Полезные ссылки по теме